微小衛(wèi)星電源系統(tǒng)MPPT模塊的設計與實現(xiàn).pdf

1、微小型航天器具有功能密度高、技術性能高、靈活性強、投資與運營成本低、系統(tǒng)建設周期短等諸多優(yōu)點，在空間技術中發(fā)展良好并擁有很大的發(fā)展?jié)摿Α?010年9月22日，浙江大學自主研制的ZDPS-1A衛(wèi)星發(fā)射成功，衛(wèi)星正常在軌壽命三年有余，表明ZDPS-1A的電源系統(tǒng)滿足各項設計要求，性能良好。本課題立足于ZDPS-1A衛(wèi)星電源系統(tǒng)研制經(jīng)驗，針對XX衛(wèi)星的具體任務要求，設計并實現(xiàn)了一個適用于XX衛(wèi)星的最大功率追蹤(MPPT)模塊，以提高太陽能電池

2、的能量利用率。在太陽能電池的理論和工程模型的研究基礎上，對太陽能輸出特性及影響因素進行分析，建立了Matlab-Simulink下的太陽能電池模型和MPPT仿真模型。對常見的MPPT追蹤算法進行分析和比較，進一步的仿真分析表明，擾動觀察法適用于衛(wèi)星電源MPPT模塊。對擾動觀察法的關鍵參數(shù)優(yōu)化進行了理論分析，為MPPT擾動觀察法的性能優(yōu)化和整體效率的提高奠定了基礎。為進行了根據(jù)XX衛(wèi)星的實際軌道情況和選用的太陽能電池的參數(shù)和連接方式的基礎

3、，選擇基于同步整流技術的四開關Buck-Boost(FSBB)拓撲作為MPPT模塊的功率主電路。通過對該電路的功率損耗分析，將MPPT系統(tǒng)設置工作在工作在降壓模式、升壓模式或者直通模式。同時，基于可靠性要求，設計了MPPT模塊的備用模式，以實現(xiàn)衛(wèi)星總體對電源系統(tǒng)MPPT模塊失效時的控制。根據(jù)衛(wèi)星高可靠性的要求和該模塊高精度控制和控制端口需求大的實際情況，選擇FPGA作為唯一的控制單元。
　　對MPPT模塊進行了基本的硬件平臺測試結